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Aug 19, 2023

Une solution au changement climatique existe depuis un siècle

Par Susan Phillips Mike Ancona est

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Susan Phillips

Mike Ancona est directeur des opérations pour la centrale de cogénération de Vicinity Energy. Kimberly Paynter/WHYY masquer la légende

Partout en Amérique du Nord, des centaines de centres-villes, de campus universitaires et d'hôpitaux sont chauffés à la vapeur transportée par des réseaux de conduites souterraines. Les compagnies d'électricité ont installé bon nombre de ces «boucles de vapeur» ou systèmes énergétiques de quartier il y a plus de 100 ans dans les anciennes villes de la côte Est comme New York, Boston et Philadelphie.

Aujourd'hui, ces systèmes, qui fournissent souvent également de l'eau réfrigérée pour le refroidissement, connaissent une renaissance en tant que solution potentielle au changement climatique.

À Philadelphie, la vapeur est générée dans une usine de briques rouges construite en 1915, l'un des rares sites industriels restants qui se trouve le long de la rivière Schuylkill. La vapeur parcourt 41 miles de conduites vers des dizaines de bâtiments, dont le Philadelphia Museum of Art, l'Université de Pennsylvanie et les tours Comcast nouvellement construites.

"C'est comme un anneau de vapeur où vous avez un groupe de personnes connectées à cet anneau qui prend la vapeur et l'utilise", a déclaré Mike Ancona, directeur des opérations pour Vicinity Energy, qui possède et exploite le système de boucle de vapeur de Philadelphie.

L'usine est une étude de contrastes, et illustre l'évolution de la production électrique. Ancône souligne les hauts plafonds voûtés recouverts de tuiles et la maçonnerie détaillée du bâtiment, illustrant une époque où l'électricité avait commencé à remplacer sérieusement l'éclairage au gaz. Il abrite désormais des chaudières modernes aux côtés d'une installation de cogénération très efficace qui alimente le réseau en électricité, tout en utilisant la chaleur excédentaire pour produire la vapeur qui chauffe les bâtiments de Philadelphie. Il produit également de la vapeur de qualité alimentaire qui est utilisée pour stériliser l'équipement des hôpitaux voisins et cuire de la charcuterie.

À l'intérieur de l'usine de production de vapeur de Vicinity Energy à Grays Ferry. Quarante et un milles de tuyaux sous les rues de Philadelphie transportent de la vapeur vers des dizaines d'immeubles de bureaux, plusieurs hôpitaux et le Philadelphia Museum of Art. Kimberly Paynter/WHYY masquer la légende

"Ainsi, lorsque cet endroit a été construit, il y a environ 100 ans, ces chaudières fonctionnaient au charbon", a déclaré Ancona. "Si nous pouvions remonter dans le temps, il y aurait eu un tas de charbon de 60 000 tonnes ici."

L'usine brûlait à l'origine du charbon qui arrivait sur des barges fluviales. Il est passé à la combustion du pétrole pendant la Seconde Guerre mondiale. Aujourd'hui, il brûle du gaz naturel et de la graisse résiduelle des restaurants voisins pour produire de l'électricité, et utilise la chaleur résiduelle pour générer de la vapeur. La plupart des gens ne voient ce réseau souterrain qu'à travers la vapeur résiduelle qui monte à travers les grilles des trottoirs.

Selon Vicinity Energy, ce système hautement efficace et flexible pourrait facilement abandonner le gaz naturel et le remplacer par une énergie renouvelable ou un carburant à faible teneur en carbone pour générer cette vapeur.

En fait, l'entreprise a commencé à le faire avec le système de boucle de vapeur qu'elle possède à Boston.

"Et les propriétaires d'immeubles n'ont rien à faire", a déclaré le PDG de Vicinity Energy, Bill DiCroce. "Pas de rénovations majeures. Pas de grosses dépenses en capital de leur part. Pas de perturbation dans le fonctionnement du bâtiment. Nous devenons donc le moyen facile de décarboniser d'énormes pans d'espace de construction dans les noyaux urbains."

Et il n'y a pas que les villes qui peuvent en profiter. Des dizaines de collèges ont mis en place des systèmes énergétiques de quartier où la source de carburant est commutée afin de réduire l'empreinte carbone d'une université.

"Au lieu de faire 150 bâtiments individuels, si vous pouvez décarboniser l'approvisionnement primaire d'une centrale, vous réalisez vraiment des opérations à faible émission de carbone à grande échelle", a déclaré Rob Thornton, président et chef de la direction de l'International District Energy Association.

Plus de 900 de ces systèmes existent aux États-Unis et au Canada, alors qu'il en existe des milliers d'autres dans le monde. Thornton affirme que faire passer ces systèmes des combustibles fossiles à une énergie plus propre est un moyen plus rentable de réaliser l'électrification sans surcharger le réseau.

"L'énergie de quartier est en fait une solution très élégante, en particulier pour les villes, les campus, les communautés et les groupes de bâtiments", a déclaré Thornton. "Cela permet aux bâtiments d'atteindre le zéro net."

L'usine de Vicinity Energy dans la section Grays Ferry du sud de Philadelphie comprend un bâtiment construit en 1915, à côté d'une centrale de cogénération moderne. À l'origine, le charbon était utilisé pour générer de la vapeur, mais aujourd'hui, la chaleur résiduelle d'une centrale électrique au gaz naturel est utilisée. Vicinity affirme que les énergies renouvelables pourraient générer de la vapeur à l'avenir. Kimberly Paynter/WHYY masquer la légende

Mais à Philadelphie, où les responsables de la ville se sont engagés à atteindre le zéro net d'ici 2050, deux agences fédérales prévoient de passer du système de vapeur de district de Vicinity Energy aux chaudières au gaz naturel. Ceci malgré l'engagement du président Biden à lutter contre le changement climatique et son décret exécutif obligeant les agences fédérales à travailler pour limiter les émissions.

La gare de la 30e rue d'Amtrak et le parc historique national de l'Indépendance exploités par le National Park Service, qui comprend l'historique Independence Hall et le Liberty Bell Center, ont signé des accords avec la Philadelphia Gas Works, propriété de la ville, pour supprimer les systèmes à vapeur et installer de nouvelles infrastructures de gaz naturel.

Cela met en colère les groupes environnementaux qui soutiennent le système de boucle de vapeur en raison de la facilité avec laquelle il serait utilisé pour réduire les émissions globales de carbone de la ville.

"Le gouvernement fédéral a promis [environ] 14 millions de dollars pour installer ces chaudières au gaz naturel qui ne peuvent brûler que du gaz naturel pour le chauffage", a déclaré Joseph Ingrao, un avocat qui a travaillé avec le Clean Air Council jusqu'à récemment.

Le groupe est particulièrement frustré par le fait que, dans le cas d'Amtrak et du National Park Service, il n'y a eu aucune tentative d'examiner l'impact sur les émissions de gaz à effet de serre, aucune audience publique ou possibilité de commenter, et aucun processus d'appel d'offres public.

Un porte-parole d'Amtrak a déclaré que le passage des chaudières à vapeur de district aux chaudières au gaz naturel serait à la fois plus efficace et ferait économiser de l'argent au système de transport.

"La diversification des sources offre un chauffage plus fiable pour le bâtiment et offre des économies d'énergie significatives à Amtrak pendant la durée du contrat", a écrit la porte-parole d'Amtrak, Olivia Irvin, dans un e-mail. "Amtrak partage l'engagement de l'administration envers un avenir à faible émission de carbone et nous travaillerons pour intégrer les évaluations du carbone dans nos projets."

Amtrak ne donnerait aucun autre détail sur le contrat ou sur toute évaluation environnementale qu'elle aurait pu faire pour les chaudières à gaz qu'elle installe.

Le National Park Service indique que les plans de conversion au gaz naturel ont commencé en 2015, sous l'administration Obama, et que cette décision est conforme au décret du président Biden. NPS affirme que le système nouvellement installé consommera moins de carburant et coûtera moins cher, mais cela n'a pas pu être vérifié de manière indépendante.

"L'énergie nécessaire pour générer de la vapeur à haute pression et la transporter à 2,5 miles jusqu'au parc est considérablement plus élevée que celle que le parc utilisera pour produire lui-même de l'eau chaude et la pomper dans des systèmes en boucle fermée desservant plusieurs bâtiments", a écrit un porte-parole dans un e-mail. "Le futur système de parc, parce qu'il ne consommera pas la quantité de carburant nécessaire pour convertir l'eau en vapeur et fera recirculer le fluide caloporteur, utilisera beaucoup moins de carburant que celui nécessaire pour fournir de la vapeur à partir du fournisseur existant."

Le directeur de l'exploitation de Vicinity, Kevin Hagerty, a déclaré que le service des parcs était "soit malhonnête, soit mal informé".

"Comment une partie peut-elle prétendre qu'un processus qui brûlera du gaz naturel supplémentaire réduira les émissions de carbone par rapport à un processus qui capte la chaleur résiduelle qui alimente 70% de la vapeur qui chauffe Philadelphie [bâtiments]", a déclaré Hagerty.

DiCroce dit que même si le gaz naturel peut être moins cher, l'environnement doit être pris en considération.

"Les gens résolvent pour deux verts ; ils résolvent pour les dollars et le carbone", a déclaré DiCroce. "Différentes institutions, différentes personnes décident vers quel vert se pencher. Ainsi, ceux qui décident de se pencher vers l'alternative la moins chère prendront des décisions différentes de ceux qui essaient d'envisager un avenir moins intensif en carbone."

Les partisans affirment que l'énergie de quartier a également fait ses preuves face aux conditions météorologiques extrêmes. Après que le Super Ouragan Sandy ait frappé la côte Est en 2012, les systèmes de chauffage et de refroidissement énergétiques du quartier sont restés en ligne malgré les pannes de courant. Et lorsqu'une tempête hivernale mortelle a frappé le Texas l'année dernière, écrasant le réseau électrique de l'État, les systèmes de vapeur de district qui desservaient le centre-ville de Houston, les sept hôpitaux du Texas Medical Center, la Texas A&M University et l'Université du Texas à Austin ont continué à fonctionner sans interruption de service.